KR102140580B1 - 송전 철탑 진단 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 송전 철탑 진단 시스템은 적어도 하나이상의 진동 센서 및 송전 철탑 진단 장치를 구비한 송전 철탑, 및 상기 송전 철탑 진단 장치로부터 상기 송전 철탑의 구조물 지지 상태에 대한 산출 데이터 및 경보 정보를 제공 받는 중앙 관리 서버를 포함한다.
Description
본 발명은 송전 철탑의 구조 건전성을 모니터링할 수 있는 송전 철탑 진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
송전 철탑은 발전소에서 생성된 전기를 전송하는 송전 케이블을 지지하는 주요 구성품으로 일정한 거리로 간극되어 설치된다.
송전 철탑은 형강의 부재들이 볼트로 체결되고 결합되어 형성되기 때문에, 체결볼트 및 부재의 이완은 송전 철탑의 지지 강도 및 풍하중에 의한 강도를 감소시켜 철탑 붕괴를 초래할 수 있다.
따라서, 송전 철탑에 대한 주기적인 볼트의 체결력 점검이 요구되고 있다.
하지만, 송전 철탑 주위에는 수만 볼트의 고압 전기가 흐르고 고소 작업을 진행해야 하기 때문에, 송전 철탑의 볼트 체결력에 대한 점검이 쉽지 않다.
본 발명은 송전 철탑이 가지는 고유 주파수 및 외부의 영향에 따른 진동을 감지하여 송전 철탑의 지지 상태를 모니터링할 수 있는 송전 철탑 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 시스템은 적어도 하나이상의 진동 센서 및 송전 철탑 진단 장치를 구비한 송전 철탑, 및 상기 송전 철탑 진단 장치로부터 상기 송전 철탑의 구조물 지지 상태에 대한 산출 데이터 및 경보 정보를 제공 받는 중앙 관리 서버를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 방법은 송전 철탑의 진동을 감지하여, 상기 진동에 대응하는 레벨의 아날로그 신호를 생성하는 진동 감지 단계, 상기 아날로그 신호를 증폭시키고 노이즈를 제거하는 증폭 및 필터링 단계, 상기 노이즈가 제거된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환 단계, 상기 디지털 신호를 분석하여 상기 진동의 진폭 및 주파수를 산출하고, 산출된 진폭 및 주파수와 진폭 제한치 및 고유 주파수를 각각 비교하는 분석 및 비교 단계, 상기 분석 및 비교 단계의 비교 결과에 따라 상기 송전 철탑의 안전 여부를 판단하는 구조 안전 판단 단계, 상기 구조 안전 판단 단계에서 상기 송전 철탑이 안전하다고 판단되면 상기 분석 및 비교 단계의 비교 결과에 기초하여 상기 송전 철탑의 진단 주기를 가변시키는 진단 주기 관리 단계, 상기 구조 안전 판단 단계에서 상기 송전 철탑이 안전하지 않다고 판단되면 경보를 발생시키는 경보 발생 단계, 및 상기 경보 및 상기 분석 및 비교 단계의 비교 결과를 중앙 관리 서버에 전송하는 관리 서버 전송 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 송전 철탑 진단 시스템 및 방법은 송전 철탑의 구조 안정성을 실시간 모니터링하여 송전 철탑에 이상이 발생할 경우 중앙 관리 서버에 이상 상황을 알림으로써, 송전 철탑의 점검, 유지 및 보수 비용을 저감시키고 송전 철탑의 점검, 유지 및 보수의 편의성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 시스템의 동작 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 시스템의 동작 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 시스템은 송전 철탑(100) 및 중앙 관리 서버(200)를 포함할 수 있다.
송전 철탑(100)은 전력을 전달하는 전선을 지지하기 위한 탑일 수 있다. 이때, 고압의 전류가 흐르는 전선은 매우 두껍고 무거우며 위험하기 때문에 철골로 형성된 송전 철탑(100)을 설치하고, 송전 철탑(100)의 상부에 전선이 지지되도록 구성될 수 있다. 철골은 특정 형태의 형강 부재를 포함할 수 있으며, 송전 철탑(100)은 형강 부재들이 볼트로 체결되고 결합되어 형성될 수 있다.
송전 철탑(100)은 적어도 하나이상의 진동 센서(10), 중계기(20) 및 송전 철탑 진단 장치(30)를 포함할 수 있다.
진동 센서(10)는 송전 철탑(100) 중 바람으로 인한 진동이 가장 큰 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 진동 센서(10)는 송전 철탑(100)의 상부에 배치될 수 있으며, 더욱 상세하게는 송전 철탑(100) 상부의 양쪽 측면으로부터 돌출된 수평 부품(예를 들어, 크로스암)에 배치될 수 있다. 수평 부품은 고압의 전류가 흐르는 전선을 지지하는 부품일 수 있다. 또한 진동 센서(10)는 송전 철탑의 중간 몸체에도 설치할 수 있다.
진동 센서(10)는 기계적인 구조물 및 운동체의 진동을 검출하는 센서로서, 송전 철탑(100)의 진동 크기에 대응하는 전압 또는 전류의 크기를 갖는 전기적 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 진동 센서(10)는 압전 가속도계를 포함할 수 있다. 진동 센서(10)는 무게 및 크기를 감소시킨 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 가속도계를 이용하여 구성될 수도 있다.
중계기(20)는 진동 센서(10)의 감지 결과를 송전 철탑 진단 장치(30)에 전달하도록 구성될 수 있다. 이때, 중계기(20)는 진동 센서(10)와 송전 철탑 진단 장치(30) 사이의 송전 철탑(100)에 배치될 수 있다.
송전 철탑 진단 장치(30)는 송전 철탑(100) 중 가장 진동이 적은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 송전 철탑 진단 장치(30)는 송전 철탑(100)의 하부에 배치되어, 송전 철탑(100)의 진동에 의한 내부 회로들의 손상을 방지할 수 있다. 또한 송전 철탑(100)의 하부에 배치된 송전 철탑 진단 장치(30)는 파손에 의한 보수가 편리할 수 있다.
송전 철탑(100)은 외부 영향(예를 들어, 바람, 송전 철탑에 지지된 전선의 움직임)으로 인해 진동할 수 있다. 송전 철탑(100)의 진동은 설계된 철탑의 종류, 지지 케이블의 개수 및 설치 방향에 따라 결정될 수 있다. 이때, 송전 철탑(100)은 진동에 따른 고유 주파수를 갖도록 설계될 수 있다. 또한 송전 철탑(100)은 제한치 이내의 진동에 따른 진폭을 견딜 수 있게 설계될 수 있다. 한편, 설치된 송전 철탑(100)의 진동은 송전 철탑(100)의 구조물 지지상태에 따라 변할 수 있다. 이때, 송전 철탑(100)의 구조물 지지 상태는 송전 철탑(100)의 부재들을 체결 및 결합하는 볼트의 체결력을 포함할 수 있다. 예를 들어, 송전 철탑(100)의 부재들을 체결 및 결합하는 볼트의 체결력이 낮아지면 송전 철탑(100)의 구조물 지지 강도가 낮아져, 송전 철탑(100)의 진동은 커질 수 있다. 한편, 송전 철탑(100)의 부재들을 체결 및 결합하는 볼트의 체결력이 높아지면 송전 철탑(100)의 구조물 지지 강도가 높아져, 송전 철탑(100)의 진동은 작아질 수 있다. 따라서, 송전 철탑(100)의 진동을 기초하여 송전 철탑(100)의 부재들을 체결 및 결합하는 볼트의 체결력을 산출하여 추정할 수 있다.
송전 철탑 진단 장치(30)는 송전 철탑(100)의 진동을 감지한 진동 센서(10)의 출력 신호에 기초하여 송전 철탑(100)의 진동에 대한 데이터를 산출할 수 있다. 송전 철탑 진단 장치(30)는 산출된 데이터(이하, 산출 데이터)와 기준 데이터를 비교하여 비교 결과를 생성 및 저장하고, 생성된 비교 결과에 따라 중앙 관리 서버(200)에 경보 정보를 전송할 수 있다. 이때, 산출된 데이터는 송전 철탑(100)의 진동에 따른 진폭 및 주파수를 포함할 수 있다. 기준 데이터는 송전 철탑(100)의 고유 주파수 및 송전 철탑(100)의 진동에 대한 진폭 제한치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송전 철탑 진단 장치(30)는 송전 철탑(100)의 진동에 대한 진폭이 기설정된 진폭 범위를 초과하거나 송전 철탑(100)의 진동에 대한 주파수가 기설정된 주파수 범위를 초과하면 중앙 관리 서버(200)에 경보 정보를 전송하고, 송전 철탑(100)의 진동에 대한 진폭 및 주파수를 저장할 수 있다. 기설정된 진폭 범위는 진폭 제한치를 기초로 설정된 범위이고, 기설정된 주파수 범위는 고유 주파수를 기초로 설정된 범위로서 기준 데이터에 포함될 수 있다.
또한, 송전 철탑 진단 장치(30)는 송전 철탑(100)의 진동에 대한 이력 데이터와 산출 데이터를 비교하여 비교 결과를 생성 및 저장하고, 생성된 비교 결과를 이력 정보로서 중앙 관리 서버(200)에 전송될 수 있다. 이때, 이력 데이터는 현재 이전의 산출 데이터와 기준 데이터의 비교 결과들을 저장한 데이터일 수 있다. 송전 철탑 진단 장치(30)는 이력 데이터와 산출 데이터의 비교 결과를 중앙 관리 서버(200)에 전달함으로써, 송전 철탑(100)의 구조물 지지 상태의 분석을 용이하게 할 수 있다.
송전 철탑 진단 장치(30)는 산출 데이터와 기준 데이터를 비교한 비교 결과를 저장하고, 저장된 비교 결과를 주기적으로 중앙 관리 서버(200)에 전송할 수 있다. 또한, 송전 철탑 진단 장치(30)는 경보 정보가 중앙 관리 서버(200)에 전송될 경우 저장된 비교 결과를 중앙 관리 서버(200)에 전송할 수 있다.
송전 철탑 진단 장치(30)는 진단 주기에 따라 송전 철탑(100)을 진단할 수 있다. 이때, 송전 철탑 진단 장치(30)는 송전 철탑(100)의 구조물 지지 강도에 따라 진단 주기를 가변시킬 수 있다. 예를 들어, 송전 철탑 진단 장치(30)는 송전 철탑(100)의 구조물 지지 강도가 낮아질수록 진단 주기를 감소시킬 수 있다. 더 상세히 설명하면, 송전 철탑 진단 장치(30)는 송전 철탑(100)의 진동에 대한 진폭이 진폭 제한치에 근접할수록 진단 주기를 감소시킬 수 있다. 송전 철탑 진단 장치(30)는 송전 철탑(100)의 진동에 대한 주파수와 고유 주파수의 차이가 증가할수록 진단 주기를 감소시킬 수 있다.
중앙 관리 서버(200)는 송전 철탑 진단 장치(30)로부터 경보 정보를 수신하면 송전 철탑(100)의 구조물 지지 상태에 이상이 발생하였다는 정보를 관리자에게 제공할 수 있다. 이때, 중앙 관리 서버(200)는 이상이 발생한 송전 철탑(100)의 관리자와 매칭되는 기기(예를 들어, 제어 기기, 컴퓨터 또는 휴대용 단말기)에 정보를 송신함으로써, 관리자에게 정보를 제공할 수 있다. 정보를 수신한 관리자는 경보를 해제하고 이상이 발생한 송전 철탑(100)의 안전 점검 또는 보수를 진행할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 송전 철탑 진단 장치(30)는 증폭 장치(31), 필터(32), A/D 컨버터(33), 신호 처리 모듈(34), 저장 장치(35) 및 통신 모듈(36)을 포함할 수 있다.
증폭 장치(31)는 송전 철탑(100)의 상부에 배치된 진동 센서(10)의 출력 신호를 증폭시킬 수 있다.
필터(32)는 증폭 장치(31)로부터 증폭된 신호의 노이즈를 제거할 수 있다.
A/D 컨버터(33)는 노이즈가 제거된 필터(32)의 아날로그 출력 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
신호 처리 모듈(34)는 적어도 하나이상의 프로세서를 포함할 수 있고, 진단 주기에 따라 활성화 여부가 결정될 수 있다. 신호 처리 모듈(34)는 A/D 컨버터(33)의 출력 즉, 디지털 신호에 기초하여 송전 철탑(100)의 진동에 대한 진폭 및 주파수를 포함하는 산출 데이터를 생성할 수 있다. 신호 처리 모듈(34)은 산출 데이터가 생성되면 저장 장치(35)로부터 기준 데이터를 수신할 수 있다. 신호 처리 모듈(34)은 산출 데이터와 기준 데이터를 비교하여 비교 결과를 생성하고, 생성된 비교 결과를 저장 장치(35)에 저장할 수 있다. 만약, 산출 데이터와 기준 데이터를 비교한 비교 결과가 정상 범위를 벗어나면, 신호 처리 모듈(34)은 경보 정보를 통신 모듈(36)에 전달할 수 있다. 이때, 정상 범위는 송전 철탑(100)에서 검출된 진동에 대한 진폭 및 주파수가 기설정된 범위내에 포함되는 경우를 의미할 수 있다.
또한, 신호 처리 모듈(34)은 저장 장치(35)에 저장된 비교 결과 즉, 이력 데이터를 수신하고, 수신된 이력 데이터와 산출 데이터를 비교하여 이력 정보를 생성할 수 있다.
더불어, 신호 처리 모듈(34)은 송전 철탑(100)의 구조물 지지 강도에 따라 진단 주기를 가변시킬 수 있다. 예를 들어, 신호 처리 모듈(34)은 산출 데이터와 기준 데이터의 비교 결과에 따라 진단 주기를 가변시킬 수 있다. 더욱 상세히 설명하면, 신호 처리 모듈(34)은 산출 데이터와 기준 데이터의 차이가 증가할수록 진단 주기를 감소시킬 수 있다. 즉, 신호 처리 모듈(34)은 산출 데이터의 진폭이 진폭 제한치에 근접할수록 진단 주기를 감소시킬 수 있고, 산출 데이터의 주파수와 기준 주파수의 차이가 증가할수록 진단 주기를 감소시킬 수 있다. 신호 처리 모듈(34)은 진단 주기에 기초하여 송전 철탑 진단시 활성화되고, 송전 철탑 진단이 완료되면 비활성화될 수 있다.
저장 장치(35)는 기준 데이터를 저장할 수 있고, 산출 데이터를 저장할 수 있으며, 신호 처리 모듈(34)에서 비교된 모든 정보들을 저장할 수 있다. 신호 처리 모듈(34)에서 비교된 정보들은 산출 데이터와 기준 데이터의 비교 결과 및 이력 데이터와 산출 데이터의 비교 결과를 포함할 수 있다. 저장 장치(35)는 신호 처리 모듈(34)의 제어에 따라 저장된 정보들을 신호 처리 모듈(34)에 전달하거나, 신호 처리 모듈(34)로부터 제공된 정보들을 저장할 수 있다.
통신 모듈(36)은 신호 처리 모듈(34)과 중앙 관리 서버(200)를 유/무선 통신으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(36)은 신호 처리 모듈(34)로부터 경보 정보, 이력 정보 및 저장 장치(35)에 저장된 데이터를 포함하는 정보를 제공 받아 중앙 관리 서버(200)에 전송할 수 있고, 중앙 관리 서버(200)로부터 송신된 관리자의 입력 정보를 수신하여 신호 처리 모듈(34)에 제공할 수 있다. 이때, 통신 모듈(36)을 통해 중앙 관리 서버(200)로부터 진단 결과 요청이 수신되면, 신호 처리 모듈(34)은 저장 장치(35)에 저장된 정보들을 통신 모듈(36)을 통해 중앙 관리 서버(200)에 전송할 수 있다. 또한, 신호 처리 모듈(34)에서 경보 정보가 생성되면, 신호 처리 모듈(34)은 저장 장치(35)로부터 저장된 정보를 제공 받아 경보 정보와 저장된 정보를 중앙 관리 서버(200)에 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 시스템의 동작 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 진동 감지 단계(S31)는 진동 센서(10)가 송전 철탑(100)의 진동이 감지하는 단계 및 감지된 진동에 대응하는 레벨의 전압을 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 진동 감지 단계(S31)는 진동 센서(10)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 진동 센서(10)가 출력하는 진동에 대응하는 레벨의 전압은 아날로그 신호이다.
증폭 및 필터링 단계(S32)는 진동 센서(10)의 출력 신호를 증폭시키고, 노이즈를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 증폭 및 필터링 단계(S32)는 증폭 장치(31) 및 필터(32)에 의해 수행될 수 있다.
A/D 변환 단계(S33)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 진동 센서(10)에서 출력된 아날로그 신호는 증폭되고, 노이즈가 제거된 이후, A/D 변환 단계(S33)에서 디지털화될 수 있다.
분석 및 비교 단계(S34)는 A/D 변환 단계(S33)에서 변환된 디지털 신호를 분석하여 송전 철탑(100)의 진동에 대한 진폭 및 주파수를 포함하는 산출 데이터를 생성하고, 산출 데이터와 기준 데이터를 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
구조 안전 판단 단계(S35)는 분석 및 비교 단계(S34)의 비교 결과에 따라 송전 철탑(100)의 구조물 지지 상태가 정상 범위인지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 만약, 구조 안전 판단 단계(S35)에서 송전 철탑(100)의 구조물 지지 상태가 정상 범위를 초과하여 안전하지 않다고 판단되면(아니요) 경보 발생 단계(S37)가 수행될 수 있다. 한편, 구조 안전 판단 단계(S35)에서 송전 철탑(100)의 구조물 지지 상태가 정상 범위에 포함되어 안전하다고 판단되면(예) 진단 주기 관리 단계(S36)가 수행될 수 있다.
진단 주기 관리 단계(S36)는 분석 및 비교 단계(S34)의 비교 결과에 따라 송전 철탑(100)의 진단 주기를 가변시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 진단 주기 관리 단계(S36)는 분석 및 비교 단계(S34)의 비교 결과에 따라 송전 철탑(100)의 구조물 지지 상태가 정상 범위 경계 레벨에 근접할수록 진단 주기를 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 또한 진단 주기 관리 단계(S36)는 진단 주기에 따라 진단 시점이 되면 진동 감지 단계(S31)로부터 송전 철탑(100)의 진동에 대응하는 레벨을 갖는 전압을 수신하고, 증폭 및 잡음을 제거하며, 디지털화시켜 분석하고 비교하는 상술한 일련의 단계들이 수행될 수 있다.
경보 발생 단계(S37)는 구조 안전 판단 단계(S35)에서 송전 철탑(100)의 구조물 지지 상태가 안전하지 않다고 판단되면 경보를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 경보 발생 단계(S37)는 중앙 관리 서버(200)에 경보 정보를 전송하기 위해 송전 철탑 진단 장치(30)에서 경보를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.
관리 서버 전송 단계(S38)는 경보 발생 단계(S37)에서 발생된 경보 정보가 중앙 관리 서버(200)에 전송되는 단계 및 분석 및 비교 단계(S34)에서 송전 철탑(100)의 진동을 분석 및 비교한 결과를 중앙 관리 서버(200)에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 송전 철탑 진단 시스템의 동작 흐름 중 진동 감지 단계(S31), 중폭 및 필터링 단계(S32), A/D 변환 단계(S33), 분석 및 비교 단계(S34), 구조 안전 판단 단계(S35), 진단 주기 관리 단계(S36) 및 경보 발생 단계(S37) 및 관리 서버 전송 단계(S38)는 송전 철탑 진단 시스템에 포함되는 송전 철탑 진단 장치(30)에 의해 수행되는 동작일 수 있다.
관리자 전송 단계(S39)는 관리 서버 전송 단계(S38)에서 송전 철탑 진단 장치(30)의 경보 정보 및 송전 철탑(100)의 진동을 분석 및 비교한 결과가 중앙 관리 서버(200)에 전송된 이후, 중앙 관리 서버(200)가 관리자에게 송전 철탑(100)의 안전에 대한 경보 정보 및 송전 철탑(100)의 진동을 분석 및 비교한 결과를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 중앙 관리 서버(200)가 이상이 발생한 송전 철탑(100)의 관리자와 매칭되는 기기(예를 들어, 제어 기기, 컴퓨터 또는 휴대용 단말기)에 경보 정보, 분석 및 비교 결과를 전송함으로써, 관리자에게 경보 정보, 송전 철탑(100)의 진동에 대한 분석 및 비교 결과를 제공할 수 있다.
경보 해제 단계(S40)는 관리자 전송 단계(S39)에서 전송된 경보 정보, 송전 철탑(100)의 진동에 대한 분석 및 비교 결과를 관리자가 판독 및 분석한 이후 경보를 해제하는 단계를 포함할 수 있다.
안전 점검 단계(S41)는 송전 철탑(100)의 이상을 감지하여 경보를 발생시킨 송전 철탑 진단 장치(30)의 위치를 확인하고, 위치가 확인된 송전 철탑 진단 장치(30)를 구비한 송전 철탑(100)의 안전 점검을 실시하는 단계를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 송전 철탑 진단 시스템의 동작 흐름 중 관리자 전송 단계(S39), 경보 해제 단계(S40) 및 안전 점검 단계(S41)는 송전 철탑 진단 시스템에 포함되는 중앙 관리 서버(200)를 구비한 관제 센터에서 중앙 관리 서버(200)를 통해 수행되는 동작일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 시스템은 송전 철탑의 진동에 대한 진폭 및 주파수를 산출하여 송전 철탑의 구조물 지지 강도를 연산을 통해 추정하고, 송전 철탑의 구조물 지지 강도에 따라 송전 철탑의 안전 유무를 판단할 수 있다. 또한, 송전 철탑의 안전에 이상이 발생하였다고 판단한 송전 철탑 진단 장치가 경보를 발생시켜 중앙 관리 서버에 전송하기 때문에, 중앙 관리 서버를 통해 경보를 발생시킨 송전 철탑 진단 장치의 위치를 확인하고, 송전 철탑 진단 장치를 구비한 송전 철탑의 안전 점검 및 보수를 실시할 수 있다. 더불어, 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 시스템은 송전 철탑의 구조물 지지 강도를 연산할 수 있기 때문에, 연산된 송전 철탑의 구조물 지지 강도에 따라 송전 철탑의 진단 주기를 가변시킬 수 있다. 예를 들어, 송전 철탑의 구조물 지지 강도가 약해질수록 진단 주기를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 송전 철탑 진단 시스템은 송전 철탑의 구조물 지지 강도가 약해질수록 같은 시간 대비 송전 철탑의 진단 횟수를 증가시킴으로써, 송전 철탑의 안전 위험을 빨리 진단할 수 있고 이를 통해 송전 철탑의 붕괴 위험을 막을 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다
10: 진동 센서 20: 중계기
30: 송전 철탑 진단 장치 300: 중앙 관리 서버
30: 송전 철탑 진단 장치 300: 중앙 관리 서버
Claims (16)
- 적어도 하나이상의 진동 센서 및 송전 철탑 진단 장치를 구비한 송전 철탑; 및
상기 송전 철탑 진단 장치로부터 상기 송전 철탑의 구조물 지지 상태에 대한 산출 데이터 및 경보 정보를 제공 받는 중앙 관리 서버를 포함하며,
상기 송전 철탑 진단 장치는 상기 진동 센서로부터 상기 송전 철탑의 진동에 대한 진폭 및 주파수를 산출하고, 산출된 진폭이 진폭 제한치에 근접할수록 상기 송전 철탑의 진단 주기를 감소시키거나, 산출된 주파수와 상기 송전 철탑의 설계에 따른 고유 주파수의 차이가 증가할수록 상기 송전 철탑의 진단 주기를 감소시키는 신호 처리 모듈을 포함하며,
상기 신호 처리 모듈은 상기 진단 주기에 기초하여 상기 송전 철탑의 진단시 활성화되고, 상기 송전 철탑의 진단이 완료되면 비활성화되며,
활성화된 상기 신호 처리 모듈은 상기 송전 철탑의 진동에 대한 진폭 및 주파수를 산출하고 상기 진단 주기를 가변시키는 송전 철탑 진단 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 송전 철탑은
바람으로 인한 상기 송전 철탑의 진동이 가장 큰 상기 송전 철탑의 위치에 상기 적어도 하나이상의 진동 센서가 배치되고,
바람으로 인한 상기 송전 철탑의 진동이 가장 작은 상기 송전 철탑의 위치에 상기 송전 철탑 진단 장치가 배치되는 송전 철탑 진단 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 송전 철탑은
상부에 상기 적어도 하나이상의 진동 센서가 배치되고,
하부에 상기 송전 철탑 진단 장치가 배치되는 송전 철탑 진단 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 진동 센서는
상기 송전 철탑의 진동 크기에 대응하는 전압 또는 전류의 크기를 갖는 전기적 신호를 출력하는 송전 철탑 진단 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 송전 철탑 진단 장치는
상기 진동 센서로부터 출력된 상기 전기적 신호에 기초하여 상기 송전 철탑의 진동에 대한 데이터를 산출하고, 산출된 데이터와 기준 데이터를 비교하여 상기 경보 정보를 생성하는 송전 철탑 진단 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 송전 철탑 진단 장치는
상기 경보 정보가 생성될 경우 상기 산출된 데이터를 상기 산출 데이터로 상기 중앙 관리 서버에 전송하는 송전 철탑 진단 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 산출 데이터는 상기 송전 철탑의 진동에 대한 진폭 및 주파수를 포함하고,
상기 기준 데이터는 상기 송전 철탑의 설계에 따른 상기 고유 주파수 및 상기 진폭 제한치를 포함하는 송전 철탑 진단 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 송전 철탑 진단 장치는
상기 송전 철탑의 진동에 대한 주파수가 상기 고유 주파수를 기초로 기설정된 주파수 범위를 초과하거나 상기 송전 철탑의 진동에 대한 진폭이 상기 진폭 제한치를 기초로 기설정된 진폭 범위를 초과하면 상기 경보 정보를 상기 중앙 관리 서버에 전송하는 송전 철탑 진단 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 송전 철탑 진단 장치는
상기 진동 센서로부터 출력된 상기 전기적 신호를 증폭하는 증폭 장치,
상기 증폭 장치로부터 증폭된 신호의 노이즈를 제거하는 필터,
상기 필터로부터 노이즈가 제거된 아날로그 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터,
상기 산출된 진폭 및 주파수 및 상기 기설정된 진폭 및 주파수와 상기 산출된 진폭 및 주파수의 비교 결과를 이력 데이터로 저장하는 저장 장치, 및
상기 신호 처리 모듈과 상기 중앙 관리 서버를 유선 통신 또는 무선 통신으로 연결시키는 통신 모듈을 포함하고,
상기 신호 처리 모듈은
상기 디지털 신호에 기초하여 상기 송전 철탑의 진동에 대한 진폭 및 주파수를 산출하고, 산출된 진폭이 상기 기설정된 진폭 범위를 초과하거나 산출된 주파수가 상기 기설정된 주파수 범위를 초과하면 상기 경보 정보를 생성하는 송전 철탑 진단 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 신호 처리 모듈은
상기 경보 정보가 생성되거나 상기 중앙 관리 서버로부터 진단 결과 요청시 상기 저장 장치에 저장된 상기 이력 데이터를 상기 중앙 관리 서버에 전송하는 송전 철탑 진단 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 신호 처리 모듈은
상기 송전 철탑의 구조물 지지 상태에 따라 상기 송전 철탑의 진단 주기를 가변시키는 송전 철탑 진단 시스템. - 삭제
- 송전 철탑, 송전 철탑 진단 장치 및 중앙 관리 서버를 포함하는 송전 철탑 진단 시스템을 이용한 송전 철탑 진단 방법에 있어서,
상기 송전 철탑의 진동을 감지하여, 상기 진동에 대응하는 레벨의 아날로그 신호를 생성하는 진동 감지 단계;
상기 아날로그 신호를 증폭시키고 노이즈를 제거하는 증폭 및 필터링 단계;
상기 노이즈가 제거된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환 단계;
상기 디지털 신호를 분석하여 상기 진동의 진폭 및 주파수를 산출하고, 산출된 진폭 및 주파수와 진폭 제한치 및 고유 주파수를 각각 비교하는 분석 및 비교 단계;
상기 분석 및 비교 단계의 비교 결과에 따라 상기 송전 철탑의 안전 여부를 판단하는 구조 안전 판단 단계;
상기 구조 안전 판단 단계에서 상기 송전 철탑이 안전하다고 판단되면 상기 분석 및 비교 단계의 비교 결과에 기초하여 상기 송전 철탑의 진단 주기를 가변시키는 진단 주기 관리 단계;
상기 구조 안전 판단 단계에서 상기 송전 철탑이 안전하지 않다고 판단되면 경보를 발생시키는 경보 발생 단계; 및
상기 경보 및 상기 분석 및 비교 단계의 비교 결과를 상기 중앙 관리 서버에 전송하는 관리 서버 전송 단계를 포함하며,
상기 진단 주기 관리 단계는
상기 산출된 진폭이 상기 진폭 제한치에 근접할수록 상기 진단 주기를 감소시키고,
상기 산출된 주파수와 상기 고유 주파수의 차이가 증가할수록 상기 진단 주기를 감소시키며,
상기 진단 주기에 의해 상기 송전 철탑 진단 장치가 포함하는 신호 처리 모듈의 활성화 여부가 결정되고,
상기 신호 처리 모듈이 활성화되었을 경우 상기 진동 감지 단계, 상기 증폭 및 필터링 단계, 상기 변환 단계, 상기 분석 및 비교 단계, 상기 구조 안전 판단 단계, 상기 진단 주기 관리 단계, 상기 경보 발생 단계 및 상기 관리 서버 전송 단계가 수행되는 송전 철탑 진단 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 분석 및 비교 단계는
상기 진폭 제한치를 기초로 기설정된 진폭 범위와 상기 산출된 진폭을 비교하고,
상기 고유 주파수를 기초로 기설정된 주파수 범위와 상기 산출된 주파수를 비교하는 단계를 포함하는 송전 철탑 진단 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 구조 안전 판단 단계는
상기 산출된 진폭이 상기 기설정된 진폭 범위에 포함되고 상기 산출된 주파수가 상기 기설정된 주파수 범위에 포함되면 상기 송전 철탑이 안전하다고 판단하고,
상기 산출된 진폭이 상기 기설정된 진폭 범위를 초과하거나 상기 산출된 주파수가 상기 기설정된 주파수 범위를 초과하면 상기 송전 철탑이 안전하지 않다고 판단하는 송전 철탑 진단 방법. - 삭제
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| KR1020190107104A KR102140580B1 (ko) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 송전 철탑 진단 시스템 및 방법 |
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| KR (1) | KR102140580B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102396946B1 (ko) * | 2021-04-26 | 2022-05-12 | 주식회사 신의테크 | 진동 감지 장치를 포함하는 송전탑 모니터링 시스템 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050023034A (ko) * | 2003-08-29 | 2005-03-09 | 주식회사 한국나노텍 | 송배전철탑 구조물의 볼트 풀림 진단장치 및 그 방법 |
| KR20150084198A (ko) * | 2014-01-13 | 2015-07-22 | 한전케이디엔주식회사 | 송전철탑의 상태 감시 시스템 및 그 방법 |
-
2019
- 2019-08-30 KR KR1020190107104A patent/KR102140580B1/ko active IP Right Grant
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